陈毛华

(阜阳职业技术学院生化工程系，安徽 阜阳 236031)

香根草(Vetiveriazizanioides)是禾本科香根草属的一种多年生草本植物[1]，起源于印度等南亚地区[1]，我国的海南[2]、广东[3]等地曾报道有野生的香根草，现在仍可看到野生的香根草群落或零星生长在荒野的香根草[4]。由于香根草有着巨大的应用价值，很多地方开始引种香根草，香根草的引种推广首先需要研究其在引入地的适应性情况，各地在引种香根草的时间不一，温、湿度和光照条件也存在着差异，尤其是不同的种植密度、采取刈割等栽培管理方式影响着植物个体生长与群体生长之间的关系。合适的种植密度和栽培管理对于维持种群资源，保持物种的稳定性有着重要的作用。在我国上个世纪50年代，香根草主要是用来提取香精油[2]。1988年，理查德·格雷姆肖先生将香根草引入我国，用于治理南方省市的水土流失，恢复脆弱的生态环境。香根草再次进入人们的研究视野，随着香根草研究的深入，香根草可用于公路护坡[5-6]，绿色防控[7]，香根草可作为食用菌培养基[8]、沼气[9]、纸浆和工艺品编织的原材料[10-12]，还可用于水体污染修复[13-15]等。阜阳市通过引种香根草，研究不同种植密度和刈割处理下香根草的株高、分蘖数、生物量等生长指标动态，以期确定适合阜阳当地的种植密度，更好的指导香根草引种栽培实践，为阜阳市引进和应用香根草提供一定的数据基础。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

栽培试验用地在安徽省阜阳市颍州区，阜阳市颍州区位于安徽省西北部，属暖温带半湿润季风气候。四季分明，气候温和，雨量适中，光照充足。年实际日照数平均为2109 h，年平均气温为15.7 ℃，极端最高和最低气温分别为40.8 ℃和-14.2 ℃；历年日平均气温稳定通过5 ℃的积温5231.3°，年均无霜期为222 d。年均降水量为890 mm。年平均蒸发量为931.6 mm，平均相对湿度为73%；冬季盛行北至东北风；夏季盛行偏南风；栽培试验用地土壤为粘土，最大冻结深度0.31 m；海拔17.5 m。试验地四周无遮挡。

1.2 研究方法

1.2.1 试验设计

2019年10月从江西省抚州市引种香根草0.5万株，植株高度20 cm，根系长度平均为5 cm。香根草主要栽植在阜阳市颍州区，栽植面积为100 m2。试验共设计3个种植密度，分别以2株、4株和6株为1兜，按行株距33×33 cm进行分区种植，栽培密度分别为18株·m-2、36株·m-2、54株·m-2，各小区中间设置宽1 m的道路，种植面积均为30 m2，分别记作C1、C2、C3处理。定植时浇足定根水，定植7 d后浇第二遍水，定植14 d后浇第三遍水。

在翌年的1月对各处理进行刈割处理，刈割留茬高度为20 cm，刈割面积为15 m2，分别记作F1、F2、F3，所有的处理均去杂草2遍，没有施肥等其它农事操作。

1.2.2 测定指标与方法

各种植处理按“Z”字形进行布点采样5个点，分别测量香根草的株高、分蘖数、地上部和地下部生物量等生长指标。香根草株高用卷尺进行测量，分蘖数按最终株数减去最初种植株数进行计算，同时测定土壤温度、土壤含水量和当日气温等数据。逢双月25日进行数据采集。2020年10月，将香根草地上部分连同地下根一并挖出带回实验室，冲洗干净后晾干，分别称取香根草地上部和地下部的鲜重。称取完毕后，放入105 ℃烘箱中杀青15 min，烘干至恒重，测定地上部和地下部干重。

根冠比为香根草地下部分与地上部分的鲜重的比值。

1.2.3 数据处理

数据处理使用Excel 2016程序和SPSS 22.0统计分析软件，其中单因素方差分析(one-way ANOVA)用LSD法比较数据间的差异显著程度，采用Pearson相关分析栽培密度与生长指标之间的相关性。

2 结果和分析

2.1 不同栽培密度下的香根草株高

经过一年的种植栽培，低密度处理C1香根草株高最高，平均值为232.22 cm，高密度处理C3香根草株高最低，平均值为191.82 cm。对不同栽培密度的香根草最终生长高度数据做单因素方差分析(P<0.05)，不同栽培密度对香根草生长高度影响显著。在翌年的生长期中，香根草生长速度表现出逐渐加快的态势，不同栽培密度对香根草生长速度影响显著。

从表1来看，香根草经过刈割后，各处理株高相应增加，其中F1最高，F3最低，相比较没有刈割的处理来看，各处理株高比没有刈割的处理要矮一些，但差距并不明显。从增加的幅度来看，F1株高平均增加207.78 cm，F3株高平均增加169.72 cm，而C1株高平均增加200.77 cm，C3株高平均增加158.97 cm，说明刈割处理有利于香根草株高的增加，有利于香根草的生长。

从各处理生长速度来看，与未刈割的处理进行比较，刈割处理香根草前期生长增速稍快，后期增长速度要低于没有刈割的处理。从栽培密度上看，F1增加幅度高于F3，通过单因素方差分析，不同栽培密度对刈割处理香根草生长速度影响显著。

表1 不同栽培密度下香根草的生长高度(cm)

2.2 不同栽培密度下的香根草分蘖数

从表2可以看出，低密度处理C1香根草分蘖最多，分蘖数的平均值达到13.4株，高密度处理C3香根草分蘖最少，平均增加为10.4株，表明低密度处理有利于香根草分蘖。

香根草经过刈割后，各处理分蘖数相应增加，其中F1最高，增加14.67株，F3最低，增加10.67株。与未刈割的处理进行比较，经过刈割的处理分蘖数比未刈割的处理要多一些，表明刈割处理有利于香根草分蘖的增加。

表2 不同栽培密度下香根草分蘖数(株)

2.3 不同栽培密度下的香根草生物量

通过测定种植一年后的香根草植株地上部分和地下部分的鲜重和干重，相关数值见表3。香根草生物量指标数据显示，不同栽培密度下的香根草地上部鲜重以C1最高，平均值达到743.50 g，随着栽培密度的增加，香根草地上部鲜重平均值有所下降，高密度处理C3最低，平均值为494 g，表明低密度处理有利于香根草地上部的生长。香根草地上部干重也相应表现出相同的规律。采用单因素方差分析不同密度对香根草地上部生物量的影响，不同栽培密度对香根草地上部生物量影响不显著。

不同栽培密度下香根草地下部鲜重以C1处理最高，平均值达到117.06 g，C2、C3处理平均值分别为106.77 g、109.62 g，两者差距不明显。香根草地下部干重表现出类似规律。数据表明，低密度处理有利于香根草根系的生长。采用单因素方差分析不同密度对香根草地上部生物量的影响，表明不同栽培密度对香根草地下部生物量影响不显著。

从根冠比来看，随着栽培密度的增大，C1、C2、C3的香根草根冠比依次上升，主要原因是香根草地上部生物量依次降低，而地下部生物量差距不大。

香根草经过刈割后，其地上部鲜重以F1最高，平均值达到840.83 g，随着栽培密度的增加，香根草地上部鲜重平均值有所下降，高密度处理F3最低，地上部鲜重平均值为521.67 g，表明低密度处理同样有利于刈割后香根草地上部的生长。刈割后的香根草地上部干重也相应表现出相同的规律。刈割后的香根草地下部的鲜重以F1处理最高，平均值达到228.66 g，F3处理平均值为136.69 g，香根草地下部干重表现出类似规律。结果表明，低密度处理有利于刈割后的香根草地下部生物量的提高。

表3 不同栽培密度下香根草生物量

2.4 香根草生长指标的Pearson相关性分析

香根草生长因子Pearson相关性分析结果见表4。结果表明：香根草栽培密度与株高有着显著相关性。香根草的分蘖数与其地上部鲜重显著相关，与地下部鲜重也有显著相关。香根草的地上部鲜重与地下部鲜重显著相关。

通过对刈割处理香根草进行Pearson相关性分析，结果见表5，刈割后的香根草栽培密度与株高有着显著相关性，刈割后的香根草的分蘖数与其地上部、地下部鲜重显著相关。香根草地上部鲜重与地下部鲜重显著相关，与没有刈割处理香根草表现出相同的规律。

通过表4和表5可以看出，香根草的栽培密度与分蘖数、地上部鲜重、地下部鲜重没有相关性，刈割后的香根草也表现出相同的规律。

表4 香根草生长指标的Pearson相关性分析

表5 刈割处理香根草生长指标的Pearson相关性分析

3 讨论

3.1 香根草栽培密度对株高的影响

香根草生长高度受到栽培密度的影响，合适的密度有利于株高的增加。低密度处理香根草植株种植空间较大，对于光照、水分和养分资源获取机会较大，能够满足香根草的个体生长需求，因而生长速度较快。高密度处理香根草植株个体之间出现了对光热、水分和养分资源的竞争，出现了个体与群体之间争夺资源的矛盾，个体生长速度较慢。

刈割处理对香根草生长高度有着一定的促进作用，主要原因是改善了群体间的通风透光条件，有利于香根草生长，株高较高。Pearson相关性分析结果表明：刈割处理与香根草的生长高度显著相关，说明刈割处理能够促进香根草个体株高的生长。张英等[16]研究认为刈割处理对香根草的株高、叶宽、新根长、最长根等指标有促进作用，本研究也得出相同的结论。

3.2 香根草栽培密度对分蘖的影响

低密度处理香根草由于行株距空间较大，香根草的分蘖数增多。香根草行株距的增加虽然能增加单株(丛)的分蘖数，但单位面积的总体分蘖数却较少，导致群体数量不足。在实际引种栽培过程中，为了保证尽快形成一定群体数量，通常要保持一个合理的栽植密度。一般情况下，按每蔸3～4株，保持20 cm×30～40 cm的行株距比较理想。按照这个密度和数量，增加了香根草种苗的需要量。如果按只种1个株，有时难以保证成活。因此在香根草种植过程中，推荐每丛种植2株，行株距为33×33 cm，既能保证成活率，又能保证群体数量。

刈割处理有利于香根草分蘖的增加，试验中香根草种植12月后，刈割的分蘖数比未刈割多，这和张英等[16]研究结论相同。香根草刈割后保留离地面一定高度的茎秆，夏汉平等[17]通过试验研究认为留茬在30～40 cm的高度最有利于植物分蘖。在实际种植过程中为了方便运输和搬运，可以将留茬高度控制在20～30 cm。本试验研究证明，香根草留茬高度为20 cm不影响在阜阳地区的成活率，在第二年的春季经过刈割后，既能增加分蘖，保证合理的群体数量，同时又能收获更多的生物量，提高香根草其他用途。

Pearson相关性分析结果表明：香根草的分蘖与其生物量有着显著相关，说明刈割处理也能提高香根草的生物量，有利于香根草的生长。一般情况下，为了促进香根草的分蘖，在每年的早春和秋初各刈割一次，也可根据实际需要情况进行刈割。

3.3 香根草根系长度对分蘖的影响

在香根草引种栽培时，一般要对种苗进行修剪，以减少植物蒸腾作用导致的水分散失，有利于分蔸移栽[17]，提高香根草的成活率。对种苗的修剪还包括对根系的修剪，有报道认为香根草移栽时保留15 cm的根系比保留4 cm的根系在3个月内平均增加分蘖8.2%[18]。前人研究表明香根草保留5 cm的根系可能会对产生新的分蘖有促进作用[17]，本试验也得出相同结论。在实际引种栽培中，要注意保留一定长度的根系，既能提高香根草的成活率，又有利于香根草分蘖。

3.4 香根草栽培密度对生物量的影响

从Pearson相关性分析来看，香根草的栽培密度与地上部鲜重、地下部鲜重没有相关性，刈割后的香根草也表现出同样的规律。植物地上和地下器官生物量的分配是通过对光照、养分和水分的竞争来实现的[19]，最优分配理论认为：当光资源受到限制时，植物将增大地上器官生物量的分配；而当水分或养分受限时，植物将增大根生物量的分配[20]。本试验中没有进行施肥的农事操作，相应增加了对地下部资源的分配。植物根冠比受水分、氮素等因素的影响，从试验数据上看，与栽培密度也有着一定的关系，在密度比较低的种植地块，获得的水热和养分资源较多，相应的地上部和地下部生物量大，相对密度高的地块而言，根冠比反而减小。

香根草虽然对外界环境条件要求不严，但施肥可明显促进它的株高生长和分蘖数增加，香根草喜磷肥，生产上要注意把磷肥与有机肥混合作为基肥施用[17]，在生长季节可追施复合肥1～2次，以更好地促进香根草的生长。

4 结论

通过设计不同密度处理栽植香根草，低密度处理香根草的株高最高、分蘖数最多、地上部和地下部的鲜重、干重最大，根冠比最小。高密度处理香根草试验结果则与之相反。刈割处理得出相同的试验结论，刈割能够改善香根草的通风透光条件，更加有利于香根草的生长，相应的试验数据比未刈割处理要高。

生产上要保证香根草种植成活率，又要有一定的分蘖数，一般按每丛种植2株，行株距为33×33 cm的合理密度，保证形成群体数量。用作种苗的话，刈割留茬高度20 cm，保留5 cm长的根系，有利于香根草成活和增加分蘖。根据生产需要进行刈割，有利于提高生物量。

香根草栽培密度与株高有着显著相关性。香根草的分蘖数与地上部、地下部鲜重有显著相关。香根草的地上部鲜重与地下部鲜重显著相关。刈割处理也得出相同结论。生产上要施用一定的肥料，从而促进香根草生物量的增加。

本试验所得出的结论仅限于阜阳地区当前香根草的生长变化情况，香根草是喜温的C4植物，光合能力强，生长速度快，在人为因素干扰比较少的情况下，受到温度、光照和水分的影响比较大，随着种植年限的增加，香根草的生长指标在连续几年可能还存在着变化，需要定期观测和研究讨论。